机械设计是机械工程师的核心任务之一。它涵盖了从初始概念到最终产品的每个阶段，包括设计、分析、制造和测试。一个成功的机械设计需要综合考虑材料选择、结构设计、运动学和动力学分析、流体力学、热传递、制造工艺等多个因素。只有在这些因素都得到充分考虑的情况下，才能开发出高性能、可靠性强、成本合理的机械系统和设备。本书介绍了现代机械设计与分析所需的工具和技术，包括计算机辅助设计（CAD）、有限元分析（FEA）、计算流体力学（CFD）、虚拟样机、数字化制造和工业4.0等。这些工具和技术的应用不仅提高了机械设计的效率，还扩展了设计的可能性，使工程师能够更好地应对复杂的挑战。